VUGLEROD, C (a. uglerod; n. Kohlenstoff; f. karbon; i. karbon), - Mendeliev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 6, atom massasi 12,041. Tabiiy ko'mir 2 ta barqaror izotoplar yig'indisidan hosil bo'ladi: 12 C (98,892%) va 13 C (1,108%). Shuningdek, uglerodning 6 ta radioaktiv izotopi mavjud bo'lib, ulardan eng muhimi kosmik evolyutsiyaning 14 N neytronidir).

Vouglets v_domy z chuqur antik. Rudalardan metallarni topish uchun yog'och vikoristovuvsya va olmos - yak. Ko'mirning kimyoviy element sifatida tan olinishi frantsuz kimyogari A. Lavoisier (1789) nomlari bilan bog'liq edi.

Ko'mirdagi modifikatsiyalar va quvvat

Ko'mirning 4 ta kristalli modifikatsiyasi mavjud: grafit, olmos, karbin va lonsdaleit, ular o'zlarining hukmronligi bilan qattiq e'tiroz bildiradilar. Karbin - ko'mir bo'lagi bo'lib, u qora rangdagi nozik kristalli kukun bo'lib, uning kristalli tuzilishi parallel ravishda birma-bir chirigan ikki ko'mir atomining mavjudligi bilan tavsiflanadi. Qalinligi 3230-3300 kg / m 3 issiqlik quvvati 11,52 J / mol.K. Meteoritlarda va otrimanii parchasida Lonsdalet namoyon bo'lishi; Uning tuzilishi va jismoniy kuchi etarlicha batafsil o'rnatilmagan. Ko'mir uchun xarakteristikasi, shuningdek, tartibsiz tuzilishga ega bo'lgan lager - deb ataladi. amorf ko'mir (soot, koks, qishloq vugyllya). "Amorf" ko'mirning jismoniy kuchi zarrachalarning tarqalishi va uylarning mavjudligi tufayli katta miqdorda cho'ktiriladi.

Ko'mirdagi kimyoviy quvvat

Ko'mirning pastki qismida oksidlanish darajasi +4 (eng keng), +2 va +3 ga teng. Eng buyuk aqllar uchun ko'mir kimyoviy jihatdan inertdir, yuqori haroratlar uchun u kuchli ilhomlantiruvchi kuchni ko'rsatadigan elementlarning boyligi bilan sodir bo'ladi. Ko'mirning kimyoviy faolligi "amorf" ko'mir, grafit, olmos qatorida o'zgaradi; Bu har xil turdagi ko'mirlarda nordon ob-havo bilan o'zaro ta'sir ko'mirning karbonat angidrid (CO 2) va monooksid (CO) eritmalariga 300-500 ° S, 600-700 ° S, 850-1000 ° S haroratlarda kuzatiladi. Dioksid erigan karbol kislotasi bilan suvdan farq qiladi. Ko'mir poyasining barcha shakllari lugív í kislotalarga. Galogenlar bilan uglerod deyarli aralashmaydi (F 2 900 ° C dan yuqori bo'lgan kristalli grafit reaksiyaga kirishadi), shuning uchun halogenlar bilvosita chiqariladi. Azotli ifloslantiruvchi moddalar orasida siyanitli suv HCN (gidrosian kislotasi) va yogo sonli yo'qotishlarning amaliy ahamiyati katta amaliy ahamiyatga ega. 1000 ° C dan yuqori haroratlarda uglerod karbidni tashkil etuvchi boy metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Taniqli noorganik va organik ishlab chiqaruvchilarda ko'mir nomuvofiqliklarini shakllantirish kerak.

Ko'mirdagi eng muhim kuch - atomlardan birini yaratish, ular o'rtasida, shuningdek, o'zlari va boshqa elementlar o'rtasida mineral kimyoviy aloqalarni o'rnatishdir. Uglerodning uglerodning boshqa atomlari bilan 4 ta teng valentlik aloqalarini o'rnatish qobiliyati har xil turdagi (chiziqli, qoplamali, tsiklik) uglerod skeletlari hosil bo'lishiga imkon beradi; Kuchlarning o'zi ko'mirning barcha organik maydonlar, zokrema va barcha tirik organizmlar hayotidagi rolini tushuntiradi.

Tabiatga yaqin ko'mir

Yer qobig'idagi ko'mirning o'rtacha miqdori 2,3,10% (massa uchun); shu bilan birga, ko'mirning asosiy massasi cho'kindi tog' jinslarida (1%) to'plangan, garchi boshqa tog'li jinslarda bu elementning kontsentratsiyasi mutlaqo past va taxminan bir xil (1-3,10%). Ko'mir yuqori qismiga yaqin joyda to'planadi va uning mavjudligi asosan jonli nutq (18%), yog'och (50%), kam'yanim vugillya (80%), nafta (85%), antrasit (96%) bilan bog'liq. dolomitlar va vapnyaklar bilan. Kaltsiy, magniy va temir karbonatlarining eng keng assortimenti (kaltsit CaCO 3, dolomit (Ca, Mg) CO 3 va siderit FeCO 3) bilan ko'mirda 100 ta mineral mavjud. Yer qobig'ida to'plangan ko'mir bilan, ko'pincha noaniq dalalar ko'rinishida kuni dafn keyin cho'kma organik nutq va suv tomonidan so'riladi boshqa elementlar, birikishi bor. Ko'p miqdorda CO 2 dioksidi atmosferada vulqon faolligi va organik yong'inlarni yoqish paytida Yerdan ko'rinadi. Atmosferadan CO 2 fotosintez jarayonida roslinlar tomonidan olinadi va dengiz suviga tarqalib, Yerning uglerod doirasining eng muhim doirasini tashkil qiladi. Kosmosning ko'miri muhim rol o'ynaydi; Quyoshda ko'mir yadro jarayonlarida ishtirok etib, kengligi bo'yicha suv, geliy va kislotadan keyin 4-o'rinni egallaydi.

Zastosuvannya va vikoristannya

Odamlar tomonidan isrof qilingan barcha asosiy energiya manbalarining 90% ga yaqini organik ravishda o'tirishini hisobga olgan holda, eng muhim xalq-davlat ahamiyati - ko'mirni yotqizishdir. Naftani vikoratsiya qilish tendentsiyasi mavjud va nordon kabi, turli xil kimyoviy virobnitlar uchun sirovinga o'xshaydi. Shuningdek, xalq davlatchiligining koʻmir, vidobutiy kabi karbonatlar (metallurgiya, hayot, kimyo ishlab chiqarish), olmos (zargarlik buyumlari bezaklari, texnologiya) va grafit (yadro texnologiyasi, otash tigellari, zaytun, deyaki vidi mastil va boshqalar)dagi rolini ham nomlayman. . Biogen chiqish qoldiqlarida 14 C izotopining faolligi uchun yx asr ko'rsatilgan (radiokarbonni aniqlash usuli). 14 C radioaktiv indikator sifatida keng qo'llaniladi. Muhim qiymat eng katta izotop 12 C hisoblanadi - bu izotop atomi massasining o'n ikkidan bir qismi kimyoviy elementlarning atom massasining birligi sifatida olinadi.

Vougillya
Z (karbon), Elementlarning davriy tizimining metall bo'lmagan kimyoviy elementi IVA kichik guruhi (C, Si, Ge, Sn, Pb). Olmos kristallari (1-rasm), grafit yoki fulleren va boshqa shakllarga o'xshash tabiatda Zustrichaetsya va organik (jun, nafta, mavjudotlar va roslin va boshqa) va noorganik nutqlar (vapnyak, kharchova soda va boshqalar) omboriga kiradi. Ko'mir keng tarqalgan bo'lib, yer qobig'ida yogo o'rniga ale bor-yo'g'i 0,19% ni tashkil qiladi (div. Shuningdek, ALMAZ; FULEREN).

ko'mir aftidan oddiy nutqlarda keng vikoristovuêtsya. Keling, zargarlik buyumlarini bezash mavzusi bo'lgan qimmatbaho olmoslarni ko'rib chiqaylik, olmoslarni yasash katta ahamiyatga ega - silliqlash va kesish asboblarini tayyorlash uchun. Vogillya qishlog'i va ko'mirning boshqa amorf shakllari texnologiya sohalarida gazlarni zararsizlantirish, tozalash, adsorbsiyalash, ochiq yuzadan depo adsorbent uchun ishlatiladi. Karbidi, metallar bilan yarim ko'mir, shuningdek bor va kremniy bilan (masalan, Al4C3, SiC, B4C) abraziv asbobni tayyorlash uchun yuqori qattiqlik va vikoroz bilan ishlov beriladi. Ko'mir po'lat va qotishmalar omboriga kirish uchun element po'lat va karbidlar ko'rinishida. Yuqori haroratlar (sementlash) uchun ko'mir bilan po'latdan yasalgan zarblar yuzasining oshishi sirt qattiqligi va aşınma qarshiligini sezilarli darajada oshiradi.
shuningdek qotishma. Tabiatda grafitning shaxssiz shakllari mavjud; deakí otrimani parchasi; ê amorf shakllar (masalan, vugyllya qishlog'idagi koks). Nordon bo'lmaganda uglevodlarni tupurganda soot, cho'tka, qora chiroq, asetilen kuyi eritiladi. Shunday qilib, oq ko'mirning sarlavhalari past bosim bilan pirolitik grafitni sublimatsiya qilish kabi ko'rinadi - o'tkir qirralarning grafit barglari kristallarining yorilish bo'shliqlari.
Tarixiy dalil. Qadim zamonlardan beri grafit, olmos va amorf ko'mir. Boshqa materiallarni grafit bilan belgilash mumkinligi uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lib, "yozmoq" degan ma'noni anglatuvchi yunoncha so'zga o'xshash "grafit" nomining o'zi 1789 yilda A. Verner tomonidan taklif qilingan. Prote ístoryya grafitu chalkashib ketgan, ko'pincha ular ovnyshnymi jismoniy organlariga o'xshash volodyut, masalan, moíbdenyt (molibden sulfid), bir soat vvazhavsya graphyt uchun yangi uchun nutq oldi. Grafitning boshqa nomlari orasida "qora qo'rg'oshin", "karbid quyma", "porloq qo'rg'oshin" mavjud. 1779 yilda K. Scheele grafitning karbonat angidrid ta'sirida oksidlanishi mumkinligini aniqladi. Ilgari, olmoslar Hindistonda topilganligi ma'lum bo'lgan, Braziliyada esa qimmatbaho toshlar 1725 yilda tijorat qiymatiga ega bo'lgan; Pvdenny Afritsy yaqinidagi avlod 1867 yilda 20-asrda kashf etilgan. Olmosning asosiy ishlab chiqaruvchilari PAR, Zahir, Botsvana, Namibiya, Angola, Syerra-Leone, Tanzaniya va Rossiyadir. Texnologiyasi 1970 yilda yaratilgan bo'lak olmos sanoat maqsadlarida yigiriladi.
Alotropiya. Nutqning strukturaviy birliklari (monatomik elementlar uchun atomlar yoki ko'p atomli elementlar va yarmi uchun molekulalar) qanday qilib birma-bir kattaroq quyi kristall shaklda tuzilgan, bu hodisa alotropiya deb ataladi. Ko'mir uchta alotropik modifikatsiyaga ega - olmos, grafit va fulleren. Olmos po'stlog'ida uglerod atomi kubik tuzilishni hosil qilib, suscidda tetraedral tarzda joylashishi mumkin (1a-rasm). Bunday struktura bog'lanishning maksimal kovalentligini beradi va uglerodning teri atomining barcha 4 elektroni yuqori jamoaviy C-C aloqalarini o'rnatadi, tobto. strukturaning kundalik elektron o'tkazuvchanligiga ega. Shuning uchun olmos o'tkazuvchanligi, past issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori qattiqligi tufayli nafas oladi; Vín boshqa nutqlardan eng qiyini (2-rasm). Tetraedral strukturada C-C bog'lanishini (bog' 1,54, kovalent radiusi 1,54/2 = 0,77) ochish uchun katta miqdorda energiya talab qilinadi, shuning uchun binafsha rangli qattiqlik bilan kattalikdagi olmos tavsiflanadi. yuqori erish nuqtasi (3550 ° C) bilan.

Uglerodning yana bir allotropik shakli grafit bo'lib, u ustunlik uchun olmos bilan qattiq janjallashadi. Grafit - oson chayqaladigan va kuchli elektr o'tkazuvchanligi (elektr opir 0,0014 Ohm * sm) ta'sir qiladigan kristallardan yasalgan yumshoq qora nutqdir. Shuning uchun grafit yuqori haroratni talab qiladigan boshq lampalar va pechlarda (3-rasm) turg'unlashadi. Yuqori tozalikdagi grafit neytronlarga qo'shimcha sifatida yadro reaktorlarida to'planadi. Harakatlanuvchi vitse bilan erish nuqtasi harorati 3527 ° S. Kuchli bosim bilan grafit 3780 ° S da sublimatsiyalanadi (qattiq holatdan gazga o'tadi).

Grafitning tuzilishi (1,b-rasm) uzoq muddatli rishtasi 1,42 (sezilarli darajada qisqaroq, olmosda pastroq) bo'lgan quyuqlashgan olti burchakli halqalar tizimidir, ammo bu teri bilan uglerod atomi uchta bo'lishi mumkin (va chotiri emas, balki, olmosdagi kabi) kovalent yulduzlarning tillari susidlar bilan uch marta ko'payadi va to'rtinchi bo'g'in (3,4) kovalent bog'lanish uchun juda uzun va ular orasiga grafit sharlarini joylashtirish bilan parallel ravishda zaif bog'lanadi. Ugleroddagi eng to'rtinchi elektron grafitning elektr o'tkazuvchanligining issiqligini ko'rsatadi - uzoq umr va kamroq magnit bog'lanish grafitning kamroq ixchamligini hosil qiladi, bu olmos holatida grafitning pastki qattiqligida paydo bo'ladi ( grafitning qalinligi 2, 26 g/sm3, olmos - 3,51 g/sm3). Z tíêí yaxshi dotik ustida shilimshiq grafit sabab va osonlik bilan neft va zaytun shifer tayyorlash uchun vikoratsiya qilingan nutq qismlarini, yumshatish. Stylusning qo'rg'oshin porlashi grafit mavjudligidan ko'ra muhimroq tushuntiriladi. Ko'mirning tolalari yuqori ko'mir bilan to'qilgan bo'lishi mumkin va yuqori ko'mir bilan bo'lak tikuv yoki boshqa ipni tayyorlash uchun buralishi mumkin. Yuqori bosim va haroratda katalizator ishtirokida, masalan, tuz, grafit olmosga aylanishi mumkin. Olmos bo'laklarini sanoat sotib olish uchun butun realizatsiya jarayoni. Olmos kristallari katalizator yuzasida o'sadi. Rivnavaga grafit olmos 15000 atm va 300 K yoki 4000 atm va 1500 K uchun ishlatiladi. Parcha olmos uglevodlardan olinishi mumkin. Amorf shakllarga, kristallarni cho'ktirmaydigan karbonlashtirishim mumkin, Vugillya qishlog'ini qayta-qayta kirishsiz yog'ochni isitish orqali qabul qilish, turg'un bo'lmagan ob-havo sharoitida uglevodlarga tuzlash past haroratda cho'kadigan chiroq va gaz kuyishi. sovuq th yuzasida, kistkove vugillya - to'qimachilik jarayonlarida kaltsiy fosfat uchun uy va navit tosh vugillya (uylar bilan tabiiy rexovina) va koks, quruq ortiqcha, tosh vugillya va nafta konlarini (bitumli vugillya) quruq distillash usuli bilan kuydirish. , tobto. takroriy kirishsiz isitish. Koks qora va rangli metallurgiyada chavunni eritish uchun ishlatiladi. Kokslash jarayonida gazga o'xshash mahsulotlar - koks gazi (H2, CH4, CO va boshqalar) va kimyoviy mahsulotlar, masalan, benzin, farb, dobriv, farmatsevtika preparatlari, plastmassa va boshqalarni olib tashlash uchun oltingugurt ishlatiladi. Koks ishlab chiqarish uchun asosiy apparat - koks pechining sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 3. Har xil turdagi ko'mir va kuyik gazni tozalash uchun adsorbent, shuningdek katalizator sifatida bo'shashgan sirt va vikoroz bilan o'tadi. Ko'mirning turli shakllarini ishlab chiqarish uchun kimyoviy texnologiyaning maxsus usullari kerak. Parcha grafit antrasit yoki nafta koksni 2260 ° C da uglerod elektrodlari o'rtasida qovurish uchun ishlatiladi (Acheson jarayoni) va neft va elektrodlar ishlab chiqarishda vikorist, metallarni elektrolitik olib tashlash uchun krem.
Budova atom vugletsyu. Massasi 12 (kengligi 98,9%) boʻlgan eng barqaror uglerod izotopining yadrosi 6 ta proton va 6 ta neytronga (12 nuklon) ega boʻlib, ular uch kartetli, terisi geliy yadrosiga oʻxshab 2 ta proton va ikkita neytrondan iborat. Uglerodning ikkinchi barqaror izotopi 13C (bl. 1,1%) bo'lib, iz miqdorida beqaror izotopi 14C tabiatda 5730 yil muddat bilan topilgan, u b-o'zgartirilishi mumkin. Tirik materiyaning oddiy karbonli aylanishida CO2 shaklida uchta izotopning taqdirini oling. Tirik organizmning o'limidan so'ng, vitrata uglerodga biriktiriladi va 14C radioaktivlik darajasini buzadigan qasos olish mumkin bo'lgan C-ob'ektlarni aniqlash mumkin. 14CO2 ning b-modifikatsiyasining pasayishi o'limdan keyingi soatga proportsionaldir. 1960 yilda V. Libbi radioaktiv uglerod bilan ishlagani uchun Nobel mukofoti bilan taqdirlandi.
shuningdek, RADIOFAOLLIK SANA. Asosiy stantsiyada ugleroddagi 6 ta elektron 1s22s22px12py12pz0 elektron konfiguratsiyasini tashkil qiladi. Boshqa teng elektronlarni tanlash valentlik bo'lib, u davriy tizimning IVA guruhidagi uglerodning o'rnini aks ettiradi (div. DAVRIY TIZIM ELEMENTLAR). Gaz fazasida elektronni atom shaklida haydash uchun parchalar juda ko'p energiya talab qiladi (taxminan 1070 kJ / mol), uglerod boshqa elementlar bilan ion bog'lanmaydi, shuning uchun elektronni ijobiy bilan haydash kerak. reaktsiyalar u. Elektromanfiy, ya'ni 2,5 ga teng bo'lsa-da, uglerod elektronga kuchli sporidlik ko'rsatmaydi, aftidan, faol elektron qabul qiluvchi emas. Buning uchun salbiy zaryadga ega bo'lgan qismning utvochennyasiga skhilny emas. Ale s tez-tez iony belgi zv'yazku deyaky spoluky uglezyu ísnuyut, masalan, karbidi. Burchaklarda uglerod oksidlanish bosqichini ko'rsatadi 4. Elektronlarning bir qismi bog'lanishlarning yoritilishida ishtirok etishi uchun 2s-elektronlarni deparatsiya qilish va bu elektronlardan birini 2pz-orbitalga o'tkazish kerak; unda 4 ta tetraedral bog'lanishlar o'rnatiladi, ular orasida 109 ° kesma mavjud. Valentlik elektronlarining yon tomonlarida uglerod kamroq tortiladi, shuning uchun uglerod global elektron pul tikish yordamiga qo'shimcha ravishda Z-Z tipidagi yer atomlari o'rtasida magnit kovalent aloqalarni hosil qiladi. Bunday aloqani rivojlantirish uchun energiya 335 kJ / mol ni tashkil qiladi, Si-Si aloqasi uchun u atigi 210 kJ / molga aylanadi, bu Si-Si barqaror bo'lmagan aloqadan ko'proqdir. Bog'lanishning kovalent tabiati uglerod, CF4 va CCl4 bilan yuqori reaktiv galogenlar bilan birgalikda saqlanadi. Uglerod atomi zdatní qabul qilingan bog'lanishga terining uglerod atomining bir nechta elektronini qo'yadi; shuning uchun utvoryuyuyutsya podvyyna C \u003d C va potryyna CêS zv'yazku. Boshqa elementlar ham o'z atomlari o'rtasida aloqa o'rnatadi, lekin faqat binoning ko'miri dovgí lansyuglarni o'rnatadi. Buning uchun ko'mir uchun suv va uglerodning boshqa atomlari bilan ba'zi ko'mir aloqalarida dovgí nayzalari yoki kiltsev tuzilmalarini qondiradigan uglevodlar deb ataladigan minglab spolklar mavjud.
ORGANIK KIMYO. Bu sohalarda suvni boshqa atomlar bilan, ko'pincha kislorod, azot va galogenlar bilan, shaxssiz organik maydonlarning eritmalari bilan almashtirish mumkin. Ular orasida muhim ahamiyatga ega florokarbongidratlar - uglevodlardagi suvlar ftor bilan almashtiriladi. Shunday qilib, ular tildan tashqari inert va plastik va yog'li moddalar (ftoruglerodlar, shuning uchun uglevodlarda, ftor atomlari o'rnini bosuvchi barcha suv atomlarida) va past haroratli sovutgichlar (sovuqlar yoki freonlar, - ftorxlor-uglevodlar) kabi vikorativdir. . 1980-yillarda Amerika Qo'shma Shtatlari fiziklari uglerod atomlari 5 yoki 6 bo'laklarga birlashtirilgan ko'mirning yarmidan ko'pini ko'rsatdilar, bu esa C60 molekulasini bo'sh qopning shakliga aylantiradi va bu simmetriyani to'ldirishi mumkin. futbol m'ya cha. Ushbu dizaynning parchalari amerikalik arxitektor va muhandis Bukminster Fuller tomonidan topilgan "geodeziya gumbazi" ning asosini tashkil etadi, bu "buckminsterfulerenes" yoki "fulerenes" nomlaridan (va qisqasi - "fasiballs" yoki "buckyballs") nomlarning yangi sinfidir. . Fulleren - 60 yoki 70 (va undan ko'p) atomlardan tashkil topgan sof uglerodning uchinchi modifikatsiyasi (qrimdan olmos va grafit), - bula uglerodning fraktsiyali zarralari bo'yicha lazer modifikatsiyasidan olingan. Katlanuvchi shakldagi fullerenlar bir necha yuz uglerod atomidan hosil bo'ladi. C60 CARBON molekulasining diametri 1 nm. Bunday molekulaning markazida uranning buyuk atomi uchun etarli joy mavjud.
shuningdek FULLERENI.
Standart atom massasi. 1961 yilda Xalqaro nazariy va amaliy kimyo to'plamlari (IUPAC) va fizika atom massasining birligi sifatida uglerod 12C izotopini, atom massalarining skasuvavshi nordon shkalasini qabul qildi, bundan oldin ishlatilgan. Ushbu tizimdagi uglerodning atom og'irligi 12,011 ni tashkil qiladi, shuning uchun u uglerodning uchta tabiiy izotoplari uchun ularning tabiatdagi kengliklarini yaxshilash bilan o'rtacha hisoblanadi.
ATOM MASSASI. Chemíchny vlastivosty vugletsyu vugletsyu deyih yogo spoluk. KIMYOVIY ELEMENTLAR statistik ma'lumotlarida uglerodni keltirib chiqaradigan jismoniy va kimyoviy kuch aktlari. Ko'mirning reaktsiya qurilishi yogo modifikatsiyasi, harorat va dispersiya shaklida yotqiziladi. Past haroratlarda ko'mirning barcha shakllari inert bo'ladi, lekin qizdirilganda ular nordon oksidlanadi va oksidlanadi:

Nozik disperslangan uglerod qizdirilganda yoki uchqun paydo bo'lganda haddan tashqari nordon qurilish tebranishiga ega. To'g'ridan-to'g'ri oksidlanish kremi oksidlarni saqlashning zamonaviy usullariga asoslangan. Uglerod suboksidi C3O2 malon kislotasining P4O10 ustidan suvsizlanishi natijasida eritiladi:

C3O2 qabul qilib bo'lmaydigan hidga ega bo'lishi mumkin, bu oson gidrolizlanadi, malon kislotasini qayta tiklaydi.
Uglerod oksidi (II) CO oksidlanish jarayonida eriydi, xoh u nordon bo'lmagan ongida uglerodning modifikatsiyasi. Reaksiya ekzotermik, 111,6 kJ/mol ko'rinadi. Oq issiqlikdagi koks suv bilan reaksiyaga kirishadi: C + H2O = CO + H2; o'rnashgan gaz summasi "suv gazi" deb ataladi va gazga o'xshash olovdir. CO shuningdek, naftoproduktlarning notekis yonishida eriydi, esdalik kilkoslarida uni avtomobil chiqindilarida topish mumkin, chumoli kislotaning termik dissotsiatsiyasi paytida chiqadi:

CO dagi uglerodning oksidlanish bosqichi +2, uglerod parchalari esa +4 oksidlanish bosqichiga qadar barqarorroq bo'ladi, keyin CO kislota bilan CO2 ga oson oksidlanadi: CO + O2 (r) CO2 va reaktsiya. kuchli ekzotermik (283 kJ/mol). CO zastosovuyut sanoat darajasida H2 va rangpar yoki gazga o'xshash shamol kabi boshqa yonuvchi gazlar. 500 ° C ga qizdirilganda, CO dunyoda CO2 ni eritadi, lekin 1000 ° C da CO2 ning past konsentratsiyasida u teng bo'ladi. CO xlor bilan reaksiyaga kirishadi, fosgen - COCl2 ni aylantiradi, xuddi shunday boshqa galogenlar bilan reaktsiyalar bilan davom etadi, oltingugurt bilan reaktsiyalar karbonil sulfid COS chiqadi, metallar (M) bilan CO murakkab yarim bo'lgan boshqa ombor M (CO) x karbonillarini eritadi. Karbonil tupurik qon gemoglobinining CO bilan o'zaro ta'sirida eriydi, gemoglobinning nordon bilan reaktsiyasini o'zgartiradi, shuning uchun karbonil tupurik xavfli kasallikdir. Natijada, gemoglobinning klitinga nordon tashuvchisi sifatida blokirovka qilinadi, agar u o'lsa (va birinchi navbatda, miya hujayralari ta'sirlanadi). (CO ning yana bir nomi bor - "chadny gaz"). Allaqachon 1% (tom.) Bu odamlar uchun xavfli bo'lib tuyuladi, chunki u 10 daqiqadan ko'proq vaqt davomida bunday atmosferada bo'lishi ma'lum. SO ning jismoniy kuchi aktlari jadvallarda ko'rsatilgan. Karbonat angidrid yoki karbon oksidi (IV) CO2 elementar uglerod yondirilganda eriydi, u issiqlik bilan juda nordon bo'ladi (395 kJ / mol). CO2 (arzimas nomi - "karbonat angidrid") CO, neft mahsulotlari, benzin va boshqa organik birikmalarning to'liq oksidlanishida ham eriydi. Suvdagi turli xil karbonatlar bilan gidroliz natijasida CO2 ham ko'rinadi:

Bunday reaktsiya ko'pincha CO2 parvarishlash uchun laboratoriya amaliyotida topiladi. Ushbu gazni bikarbonatli metallarni qovurishda olib tashlash mumkin:

O'ta qizigan bug'ning CO bilan gaz fazali o'zaro ta'sirida:

Qachon spalyuvanní uglevodlarda va í̈x kisnevirobnyh, masalan:

Xuddi shunday, oziq-ovqat mahsulotlari tirik organizmda issiqlik va boshqa energiya turlarini ko'rish bilan oksidlanadi. Oksidlanish yumshoq onglarda oraliq bosqichlar orqali davom etganda, so'ngra yakuniy mahsulotlar bir xil bo'ladi - CO2 va H2O, masalan, fermentlarning fermentatsiyasi ostida tsikllarni yotqizish soati, fermentatsiya paytida zokrema. glyukoza:

Karbonatlarning sanoat issiqlik taqsimotida karbonat angidrid va metall oksidlarining boy tonnaji mavjud:

CaO katta miqdorda sement ishlab chiqarish texnologiyasida g'alaba qozonadi. Karbonatlarning termal barqarorligi va ularning taqsimlanishida issiqlik yo'qotilishi CaCO3 seriyasida (div. Elektron Budova kislorodli uglerod. Har qanday turdagi uglerod oksidining elektron hayotini elektron juftlarining har xil taqsimlanishi bilan uch rezonansli sxemalar - uch rezonans shakllari bilan tavsiflash mumkin:

Oksidlangan ko'mirning mo'ylovlari chiziqli hayotni o'radi.
Vuglik kislota. C2 suv bilan o'zaro ta'sir qilganda, karbonat kislotasi H2CO3 eriydi. CO2 ning eng katta navida (0,034 mol / l) molekulalarning faqat bir qismi H2CO3 ni o'zlashtiradi va CO2 ning katta qismi gidratlangan CO2 * H2O stantsiyasida topiladi.
Karbonati. Karbonatlar metall oksidlarining CO2 bilan o'zaro ta'sirida eriydi, masalan, Na2O + CO2 -> NaHCO3 va qizdirilganda CO2 ko'rinishlari bilan parchalanadi: 2NaHCO3 -> Na2CO3 + H2O + CO2 ularning soni Solvay usuliga qaraganda muhimroqdir:

Yana bir usul - sodani CO2 va NaOH dan olib tashlash

Karbonat-ioni CO32 tekis bo'lishi mumkin, kesilgan O-C-O, 120 ° ga teng va uzun CO-bog'i 1,31
(Div. Shuningdek, LUZHIV VIROBNITSTVO).
Ko'mirdagi galoidlar. Ko'mir qizdirilganda galogenlar bilan vositachisiz reaksiyaga kirishadi, tetrahalidlarni osonlashtiradi, aloe vera, reaktsiya tezligi va mahsulotning rentabelligi kichikdir. Shuning uchun uglerod galogenidlari boshqa usullar bilan chiqariladi, masalan, uglerod xlor disulfidi CCl4 bilan chiqariladi: CS2 + 2Cl2 -> CCl4 + 2S yogo yarim oy kabi, shuning uchun harorat kabi portlash fosgenining eritmasi (gazga o'xshash portlash). nutq). CCl4 ning o'zi ham virusli bo'lib, maydalangan suyaklarda nafas olganda, jigarga zarar etkazishi mumkin. SCl4 metan CH4 va Sl2 orasidagi fotokimyoviy reaksiyalarda eriydi; shu bilan birga, metanning o'tkir bo'lmagan xlorlanish mahsulotlarini - CHCl3, CH2Cl2 va CH3Cl ni eritish mumkin. Xuddi shunday reaksiyalar boshqa halogenlar bilan ham davom etadi.
Grafitga reaktsiya. Olti burchakli halqalarning sharlari orasidagi katta bo'shliqlar bilan puflangan uglerod modifikatsiyasi sifatida grafit birlamchi bo'lmagan reaktsiyalarga kiradi, masalan, metall ko'lmaklar, galogenlar va tuzlar (FeCl3) to'plar orasiga kirib, K C8, KC16 turini qondiradi. KClO3 tipidagi kuchli oksidlovchi moddalar kislotali muhitda (oltingugurt yoki nitrat kislota) nutqni katta hajmdagi kristalli donalar bilan eritib yuboradi (to'plar orasida 6 tagacha), bu kislotali atomlarning so'rilishi va yuzasida hosil bo'lishi bilan izohlanadi. ularni natijasida va oksidlanish utvoryayutsya karboksil guruhlari (-COOH ) - yarim oksidlangan grafit yoki melit (benzenheksakarboksilik) kislotasi C6(COOH)6 turi.
Karbid. Ko'mir karbidlar deb ataladigan turli xil materiallardan metallar, bor va kremniydan tayyorlanadi. Eng faol metallar (IA-IIIA kichik guruhi) tuzga o'xshash karbidlarni eritadi, masalan, Na2C2, CaC2, Mg4C3, Al4C3. Sanoatda kaltsiy karbid tajovuzkor reaktsiyalar uchun koks va vapedan olinadi:

Karbid elektr o'tkazmaydigan, barsiz bo'lishi mumkin, uglevodlarga gidrolizlanadi, masalan CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH) 2 . Sikaviya, shardlarning butun jarayoni noorganik tabiatdagi sirovinadan organik birikmalar sinteziga o'tishni anglatadi. Asetilen gidrolizida ishlatiladigan karbidlarga atsetilidlar deyiladi. Kremniy karbidlari va bor (SiC va B4C) atomlar o'rtasida kovalent bog'lanishga ega. O'tish metallari (elementlar B-kichik guruh) ko'mir bilan qizdirilganda, shuningdek, metall yuzasidagi yoriqlarda o'zgaruvchan omborning karbidini eritib yuboradi; ularning zv'yazoklari metallga yaqin. Ushbu turdagi karbid agentlari, masalan, WC, W2C, TiC va SiC, yuqori qattiqlik va refrakter xususiyatlarga ega va yaxshi elektr o'tkazuvchanligiga ega. Misol uchun, NbC, TaC va HfC eng o'tga chidamli nutq (m.p. = 4000-4200 ° C), deniobiy karbid Nb2C 9,18 K da supero'tkazgich, TiC va W2C olmosga yaqin qattiqlik va B4C qattiqligi (olmosning strukturaviy analogi) ) Mohs shkalasidan 9,5 ga orqada bo'ladi (bo'lim. 2-rasm). Inert karbid, o'tish metallining radiusi kabi sobitdir Azot bilan zaharlanish. NH2CONH2 sechovin guruhning yuqori qismiga keltiriladi - azot bilan do'st, bir qarashda turg'unlik. Secovina NH3 va CO2 dan vilka ostida qizdirilganda olinadi:

Dicyane (CN) 2 ko'pincha galogenlar va yogoga o'xshash kuchi tufayli psevdogalogen deb ataladi. Disiyan siyanid-ion kislotasi, suv peroksidi yoki Cu2+ ioni bilan engil oksidlanishga ega: 2CN- -> (CN)2 + 2e. Sianid-ion elektron donor bo'lib, o'tish metall ionlari bilan murakkab reaktsiyalarni osongina bajaradi. CO ga o'xshab, siyanid-ion tirik organizmdagi koridorning o'trutoyu, pov'yazuyuchi hayotiy muhim qismidir. Sianid kompleks ionlari umumiy formulaga ega bo'lishi mumkin []-0,5x, bu erda x - metallning koordinatsion soni (murakkab hosil qiluvchi agent), bu empirik ravishda metall ionining oksidlanish darajasining ikkinchi darajali qiymatidan yuqori. Bunday murakkab ionlar ê (quyida induktsiya qilingan budov deyaky ionlari) tetrasiyanikelat (II) -ion [] 2-, geksatsianoferrat (III) [] 3-, disiyanoargentat [] -:

Karbonillar. Vositasiz uglerod oksidi qurilishi boy metallar yoki metall ionlari bilan reaksiyaga kirishib, murakkab yarmini osonlashtiradi, chunki ular karbonillar deb ataladi, masalan, Ni (CO) 4, Fe (CO) 5, Fe2 (CO) 9, [] 3, Mo (CO) ) 6, [ ] 2. Bu holatlardagi bog`lanish siyanokompleks tavsiflaridagi bog`lanishga o`xshaydi. Ni(CO)4 - nikel va boshqa metallarni suv bilan mustahkamlash uchun mo'ljallangan uchuvchi nutq. Konstruktsiyalarda chavun va po'latning strukturasining yomonlashishi ko'pincha karbonil eritmalari bilan bog'liq. Suv karbonil omboriga kirib, H2Fe (CO) 4 va HCo (CO) 4 kabi karbonilgidridlarni tashlab, kislotali quvvatni namoyon qiladi va o'tloq bilan reaksiyaga kirishadi: H2Fe(CO)4 + NaOH -> NaHFe(CO)4 + H2O V_domi shuningdek, karbonil galogenidlar, masalan, Fe (CO) X2, Fe (CO) 2X2, Co (CO) I2, Pt (CO) Cl2, de X - bu halogen bo'lsin.
(shuningdek, metall-organik plitalar).
Uglevodlarda. Vídomo bezlych spoluk suvning qorong'ida
(div. ORGANIK KIMYO).
ADABIYOT
Sunyaev Z.I. Naftovy ko'mir. M., 1980 Giperkoordinatsiyalangan ko'mir kimyosi. M., 1990 yil

Collier entsiklopediyasi. - Vidkrite suspílstvo. 2000 .

Sinonimlar:

Boshqa lug'atlarda "VUGLEROD" nima ekanligiga hayron bo'ling:

Nuklidlar jadvali Zagalny vídomostí Nomi, belgisi Vuglets 14, 14C

Nuklidlar jadvali Zagalny vídomostí Nomi, belgisi Vuglets 12, 12C Neytronív 6 Protonív 6 Nuklidning kuchi Atom massasi 12.0000000(0) ... Vikipediya

Ko'mir - tse, ehtimol, Yerdagi asosiy va eng muhim kimyoviy element va hatto buning uchun qo'shimcha ravishda juda ko'p turli xil noorganik va organik konlar hosil bo'ladi. Ko'mir barcha tirik mavjudotlarning asosidir, aytish mumkinki, ko'mir ham suv va nordon kabi sayyoramizdagi hayotning asosidir! Vugletlar shakllari jihatidan farq qilishi mumkin, chunki ular jismoniy va kimyoviy kuchlari va tashqi ko'rinishi bilan o'xshash emas. Ale barcha tse vuglets!

Tarix

Vouglets buv vydomiy chelovedstve s davn_h uzoq vaqt oldin. Grafit va vugilla qadimgi yunonlar tomonidan g'alaba qozongan va olmoslar Hindistonda topilganligi ma'lum edi. To'g'ri, grafit ko'pincha o'xshash ko'rinishdagi pollar bilan xato qilinadi. Prote, grafit mav qadimda keng ekilgan, zokrema barglari. Navit yogo nomi yunoncha "grafo" - "men yozaman" so'ziga o'xshaydi. Grafit zaytunda bir vaqtning o'zida yuqumli hisoblanadi. Olmoslar birinchi marta 18-asrning birinchi yarmida Braziliyada sotila boshlandi, bir vaqtning o'zida anonim avlodlar topildi va 1970 yilda olmoslarni parcha-parcha sotib olish texnologiyasi kengaytirildi. Bunday bo'lakli olmoslar zargarlik buyumlarida, tabiiy quduqda, o'zlarining qora ranglari bilan hunarmandchilikda zastosovuyut.

Tabiatga yaqin ko'mir

Uglerodning eng katta miqdori atmosfera va gidrosferada karbonat angidrid shaklida olingan. Ko'mir atmosferasida 0,046% ga yaqin va undan ham ko'proq - Muqaddas Okeanning tarqoq ko'rinishida.

Bundan tashqari, biz ko'proq ichganimizdek, ko'mir tirik organizmlarning asosidir. Misol uchun, massasi 70 kg bo'lgan ming kishida taxminan 13 kg ko'mir bor! Bir odamda kamroq! Va ko'mirlar barcha o'sishlar va mavjudotlar bilan bir xil. Eksa va xursandchilik ...

Krugoobíg vugleciu in prirody

Ko'mirning alotropik modifikatsiyalari

Vouglets noyob kimyoviy element bo'lib, uni allotropik modifikatsiyalar yoki oddiyroq aytganda, turli xil shakllar deb ataydi. Ushbu modifikatsiyalar kristall, amorf va klasterlarga o'xshaydi.

Kristal modifikatsiyalari to'g'ri kristal bo'lishi mumkin. Olmos, fullerit, grafit, lonsdaleit, uglerod tolalari va quvurlar: tsíêí̈ guruhlar yolg'on uchun. "Jahondagi Nayverdish materiallari" reytingining birinchi oylarida ko'mirning kristall modifikatsiyalari muhimroqdir.

Ko'mirning alotropik shakllari: a) lonsdaleit; b) olmos;
c) grafit; d) amorf ko'mir; e) C60 (fuleren); f) grafen;
g) bitta sharli nanotuba

Boshqa kimyoviy elementlarning kichik uylaridan ko'mirdan tayyorlangan amorf shakllar. Bu guruhning asosiy vakillari: vugillya (kamyan, qishloq, faol), kuyikish, antrasit.

Eng murakkab va yuqori texnologiyali klasterlar ko'rinishida yarim sovuq bo'ladi. Klasterlar maxsus tuzilishdir, agar uglerod atomlari bo'sh shaklni qondiradigan tarzda maydalangan bo'lsa, u o'rtada boshqa elementlarning atomlari, masalan, suv bilan to'ldirilgan. Bu guruhning juda ko'p vakillari yo'q, u uglerod nanokonlarini, astral va bikarbonatlarni o'z ichiga oladi.

Grafit - olmosning "qorong'i tomoni"

Zastosuvannya vugletsyu

O'sha yoga yarim onaning ko'mirlari inson hayotida katta ahamiyatga ega. Ko'mirdan er yuzida o'rnatilgan asosiy yong'in turlari - tabiiy gaz va nafta. Ko'mir kimyo va metallurgiya sanoatida, kundalik hayotda, mashinasozlik va tibbiyotda keng qo'llaniladi. Olmosdagi alotropik modifikatsiyalar zargarlik buyumlarida vikariy ko'rinishga ega, raketa ishlab chiqarishda fullerit va lonsdaleit. Yarim tunda mexanizmlar uchun turli xil moylar tayyorlanmoqda, texnik jihatdan jihozlangan va boy farqlanadi. Promislovíst bir vaqtning o'zida ko'mirsiz qilolmaydi, vikoristovuêtsya skryz!

"Nikiforivska 1-son o'rta ta'lim maktabi" memorandumi

Ko'mir va yogo asosiy noorganik plitalar

Insho

Vikonav: 9B sinf o'quvchisi

Sidorov Oleksandr

O'qituvchi: Saxarova L.M.

Dmitrivka 2009 yil

Kirish

I bob. Hammasi ko'mir haqida

1.1. Tabiatga yaqin ko'mir

1.2. Ko'mirning alotropik modifikatsiyalari

1.3. Ko'mirdagi kimyoviy quvvat

1.4. Zastosuvannya vugletsyu

Rozdil II. Ko'mirning noorganik qoziqlari

Visnovok

Adabiyot

Kirish

Vuglets (lot. Carboneum) C Mendeliev davriy sistemasining IV guruhining kimyoviy elementi: atom raqami 6, atom massasi 12,011 (1). Keling, ko'mirdagi atomning hayotini ko'rib chiqaylik. Uglerod atomining energiya darajasida ba'zi elektronlar mavjud. Grafikda ifodalangan:

Vuglets buv v_domy z davnyh-uzoq oldin, va ym'ya pershov_dkrivach tsgogo element nevydome.

Naprikintsi XVII asr. Florentsiyalik Averan va Tarjoniy ruhoniylari kichik olmoslarni bir buyuk olmosga birlashtirishga harakat qilishdi va ularni astar omborining yordami uchun uxlab yotgan konlarga qizdirishdi. Sirtda yonayotgan olmoslar paydo bo'ldi. 1772 yilda p. Frantsuz kimyogari A.Lavuazye olmos yondirilganda CO2 yutilishini ko'rsatdi. Lish 1797 p. Inglizcha fikrlar S. Tennant didov_v _grafit va vugillya tabiatining o'ziga xosligi. Teng miqdordagi ko'mir va olmos uglerod oksidi (IV) bilan birlashtirilgandan so'ng, ular bir xil bo'lib chiqdi.

Ko'mirning xilma-xilligi, boshqa elementlarning atomlarining atomlaridan birining turli yo'llar bilan qurilishi, boshqa elementlarning o'rtasida joylashgan uglerodning holatiga yaqinlashishi bilan izohlanadi.

BobI. Ko'mir haqida hamma narsa

1.1. Tabiatga yaqin ko'mir

Ko'mir tabiatda erkin lagerda bo'lgani kabi, erga qarashda ham tanilgan.

Vilniy ko'mir olmos, grafit va karbinni ko'rganda o'tkirlashadi.

Olmoslar kamdan-kam uchraydi. Ma'lum bo'lgan eng katta olmos 1905 yilda topilgan "Kullinan" dir. Pvdenniy Afrikada, og'irligi 621,2 g va 10 × 6,5 × 5 sm.Moskvadagi Olmos fondida dunyodagi eng katta va eng chiroyli olmoslardan biri - "Orlov" (37,92 g) yig'ilgan.

Ismimni olmos, otrimav v_d yong'oq deyman. "Adamas" - to'xtatib bo'lmaydigan, buzilmaydigan. Olmoslarning eng muhim avlodlari Pivdenniy Afrika, Braziliya, Yakutiyada joylashgan.

Grafitning katta yuklari FRN, Shri-Lanzi, Sibir, Oltoydan sotib olinadi.

Bosh karbonli minerallar ê: magnezit MgSO 3 , kaltsit (vapnispat, vapnyak, marmur, kreida) CaCO 3 , dolomit CaMg (SO 3) 2 va in.

Yonuvchan kopalinning mo'ylovlari - nafta, gaz, torf, toshlar va ko'mirning bo'ronlari, slanets - ko'mirga asoslangan. Ko'mir deyakí vykopny vugíllya uchun ombor orqasida yoping, scho místjat 99% gacha.

ko'mir er yuzidagi qizamiq 0,1% tushadi oldin.

Uglerod oksidi (IV) ko'rinishida 2 uglerod atmosfera omboriga kiradi. Gidrosferada ko'p miqdorda CO 2 mavjud.

1.2. Ko'mirning alotropik modifikatsiyalari

Elementar uglerod uchta alotropik modifikatsiyani amalga oshiradi: olmos, grafit, karbin.

1. Olmos - bu nurning o'zgarishini kuchli buzadigan barsiz, aniq kristalli nutq. Olmosdagi uglerod atomlari sp 3-gibridlanish stantsiyasida qayta sotib olinadi. Uyg'ongan holatda, uglerod atomlarida valentlik elektronlarining buzilishi va ba'zi juftlanmagan elektronlarning qabul qilinishi boshlanadi. Kimyoviy bog'lanishlar o'rnatilganda, elektron xiraliklar bir xil buralgan shaklda shishiradi va kosmosda kengayadi, shunda ularning o'qlari tetraedrning tepalariga to'g'ri keladi. Doiralarning cho'qqilarini uglerodning kichik atomlari kesib o'tganda, 109 ° 28 "chekdagi kovalent aloqalar burishadi va olmosga xos bo'lgan atom kristalli panjarasi o'rnatiladi.

Uglerod atomi chotirma inshimi kesiklari bilan olmos bilan qoplangan, o'rtada tetraedrlar markazidagi to'g'ri chiziqlar bo'ylab cho'qqilarigacha burmalangan. Tetraedralardagi atomlar bo'ylab 0,154 nm ga etadi. Barcha ulanishlarning ahamiyati bir xil. Bu darajada olmosdagi atomlar yanada kuchliroq "qadoqlangan". 20 ° C da olmosning qalinligi 3,515 g / sm 3 ga aylanadi. Bu yoga sharobining qattiqligi bilan izohlanadi. Diamant elektr tokini o'tkazish uchun yomon.

1961 yilda Radyansk ittifoqiga grafitdan sintetik olmos ishlab chiqarish uchun hunarmandchilik berildi.

Olmoslarni sanoat sintezi jarayonida vikoroz 1000 MPa bosim va 1500 dan 3000 ° S gacha bo'lgan haroratda ishlab chiqariladi. Jarayon katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladi, ular metall bo'lishi mumkin, masalan, Ni. O'rnatilgan olmoslarning asosiy massasi kichik kristallar va olmos arradir.

Olmos 1000 ° C dan yuqori haroratda qizdirilsa, grafitga aylanadi. 1750 ° C da olmosning grafitga aylanishi tezdir.

Olmos tuzilishi

2. Grafit - kulrang-qora kristalli nutq, metall porlashi, nuqta ustidagi yog ', qattiqligiga ko'ra, qog'ozni shamollash mumkin.

Grafit kristallaridagi uglerod atomlari sp 2 -gibridizatsiya stantsiyasida qayta sotib olinadi: teri ulardan o'z joniga qasd qiluvchi atomlar bilan uchta kovalent bog'lanish hosil qiladi. 120 ° dovnyuyut zv'yazkív to'g'ri chiziqlar bilan Kuti mizh. Natijada, to'g'ri oltita bo'lakdan hosil bo'lgan panjara o'rnatiladi. Vídstan mízh suídnymi yadrolari atomív vídníí sredini sfera í 0,142 nm ga aylanadi. Teri atomining tashqi sferasining to'rtinchi elektroni gibridlanishda qatnashmaydigan grafitdagi p-orbitalni oladi.

Ugleroddagi gibrid bo'lmagan elektron atomlari to'p tekisligiga perpendikulyar yo'naltirilgan bo'lib, birin-ketin ustma-ust tushib, o'ng qo'l s-bog'larni hosil qiladi. Kristal grafitdagi susidni sharlari 0,335 nm masofada bitta va bir xil topiladi va bir-biri bilan zaif bog'langan, eng muhimi Van der Vaals kuchlari. Shuning uchun grafit past mexanik kuchga ega va kuch kuchlarining kuchi bilan osongina chiziqlarga bo'linadi. Grafitdagi ugleroddagi atomlar sharlari orasidagi halqa ko'pincha metall xarakterga ega. Bu grafitning elektr tokini o'tkazish uchun yaxshi ekanligini tushuntiradi, lekin ular uni tashlagandek, unchalik yaxshi emas.

Grafit tuzilishi

Grafitning jismoniy kuchi to'g'ri chiziqlar - uglerod atomlarining perpendikulyar va parallel sharlari uchun keskin farq qiladi.

Takroriy kirishsiz qizdirilganda, grafit 3700 ° S gacha bo'lgan kunlik o'zgarishlarni bilmaydi. Belgilangan haroratga ko'ra, vinolar o'zgarib turadi, erimaydi.

Parcha grafit tosh junning eng qisqa navlaridan 3000 ° C da havoga kirish imkoni bo'lmagan elektr pechlarida olinadi.

Grafit harorat va bosimning keng diapazonida termodinamik jihatdan barqarordir, shuning uchun u standart ko'mir tegirmoni sifatida qabul qilinadi. Grafitning qalinligi 2265 g/sm 3 ni tashkil qiladi.

3. Karbín - qora rangdagi kristall kukun. Uning kristall tuzilishida uglerod atomlari chiziqli nayzalarda chizilgan bir va uch zveno orqali bog'langan.

−S≡S−S≡S−S≡S−

Qiu nutqini V.V. Korshak, A.M. Sladkovim, V.I. Kasatochkinim, Yu.P. Kudryavtsev XX asrning 60-yillarida.

Yil davomida ma'lum bo'lishicha, karbin turli xil shakllarda qo'llanilishi va ba'zi karbonli atomlarda poliasetilen, shuningdek, polikumulen lansetlari uchun qasos olish va osilgan rishtalar bilan bog'lanishi mumkin:

C=C=C=C=C=C=

Tabiatdagi so'nggi bilim karbinasi meteorit og'zida.

Karbin quvvat o'tkazgich sifatida ishlatilishi mumkin; Karbinning fizik quvvatining kristalli eritmasida har xil turdagi ulanishlar va uglerod atomlari bilan nayzalarni yotqizishning turli usullaridan foydalanish tufayli ular keng diapazonda o'zgarishi mumkin. Kirishsiz qizdirilganda 2000 S dan yuqori, karbin barqaror, 2300 S ga yaqin haroratda grafitga o'tish mumkin.

Tabiiy ko'mir ikkita izotopdan iborat

(98,892%) va (1,108%). Bundan tashqari, atmosferada radioaktiv izotopning ahamiyatsiz uylari aniqlandi, ular yo'l bo'lagiga ega.

Ilgari ular vugillya qishlog'i, kuyik va koks sof ko'mir omboriga yaqin joylashganligi va olmos va grafitdagi hokimiyat uchun kurashayotgani, ko'mirning mustaqil alotropik modifikatsiyasi ("amorf ko'mir") ekanligini hurmat qilishgan. Biroq, nutq eng kristalli zarralardan iborat ekanligi aniqlandi, ulardagi uglerod atomlari xuddi grafit kabi bog'langan.

4. Vugilla - nozik detalli grafit. Utvoryuötsya da term_chnomu rozladann_ vugletsev_snyh poluk kirish poítrya holda. Otrimannyaning o'sha usuli otrimantning hidi tufayli Vogillyaga eskirgan tarzda hokimiyat uchun tuhmat qilish kerak. Davom eting va ular o'z kuchlariga kiritgan kichik uylardan o'ch oling. Vugyllyaning eng muhim navlari - koks, qishloq vugyllya, soot.

Koks havoga chiqmasdan tosh vugilni isitishning har soatida chiqadi.

Vugillya qishlog'i daraxt havoga kirmasdan qizdirilganda o'rnashib qoladi.

Soot - nozik grafit kristalli kukun. Utvoryuetsya havoga o'rtacha kirish bilan uglevodlar (tabiiy gaz, atsetilen, turpentin va boshqalar) yondirilganda.

Ko'proq faol ko'mir - ko'mir bilan muhimroq hosil bo'lgan gözenekli sanoat adsorbentlari. Qattiq gazlar va nutqlar yuzasida adsorbsiya loy deb ataladi. Qattiq palitralarni rad etish uchun faol Vugille (torf, jigarrang ohang Kam'yanny Vugille, antrasit), yogo re-crosser mahsuloti daraxti (qishloq vugille, Tirsi, qog'ozli jonli vidkhodyv), viddhodiw shkiyrya, material. jonzotning maxluqi va Stokning taxminiga ko'ra. Yuqori mexanik kuchga ega bo'lgan vougillya hindiston yong'og'i va boshqa tog'larning qobig'idan, mevali cho'tkalardan tebranadi. Ko'mirning tuzilishi barcha kengayishlarning g'ovaklari bilan ifodalanadi, bitta massa yoki granulalar hajmidagi mikroporlar o'rniga proteadsorbsiya qobiliyati va adsorbsiyaning mustahkamligi ko'rsatilgan. Faol uglerod tolasi hosil bo'lishi bilan tashqi material qayta-qayta kirishsiz termal ishlovga duchor bo'ladi, buning natijasida suv va ko'pincha qatronlar ko'rinadi. Bunday holda, vogillning katta gözenekli tuzilishi o'rnatiladi. Mikrog'ovak strukturani olib tashlash uchun faollashtirish gaz yoki bug'ni oksidlovchi yoki kimyoviy reagentlarni qayta ishlash orqali amalga oshirilishi mumkin.

TA'LIM

Vugletlar- Davriy sistemaning oltinchi elementi. Belgilanishi - lotincha "carboneum" dan. Boshqa davrda ildiz otish, IVA guruhi. Metall bo'lmaganlarga yoting. Yadroning zaryadi 6 tagacha.

Ko'mir tabiatda, xuddi raqamlarga qarashda bo'lgani kabi, bepul lagerda ham mavjud. Vilniy vugletlar olmos va grafitga o'xshab zaustrichaetsya. Vikopny vugillya jinoyati, Yerning eng yuqori cho'qqilarida, katta miqdorda neft sotib olinmoqda. Yer qobig'ida ulug'vor suyaklarda karbonat kislota tuzlari, ayniqsa kaltsiy karbonat mavjud. O'simlikning yuqori qismida karbonat angidrid mavjud. Nareshti, o'sib borayotgan va mavjudotlar nutqdan hosil bo'ladi, ularning nurida ko'mirlar o'z taqdirlarini oladilar. Shu tarzda, bu element Yerdagi eng keng elementlardan biri hisoblanadi, garchi er qobig'idagi yorug'likning umumiy miqdori atigi 0,1% (og'irlik) bo'lsa ham.

Uglerodning atom va molekulyar massasi

Nutqning ko'rinadigan molekulyar og'irligi (M r) - bu ma'lum molekula massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan va elementning ko'rinadigan atom massasidan (A r) necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqam. ) kimyoviy element atomlarining o'rtacha massasi uglerod atomining 1/12 massasidan bir necha marta kattaroqdir.

Erkin tegirmondagi parchalar monoatomik molekulalar ko'rinishida ko'mir bo'lib, atom va molekulyar og'irliklarning qiymatlari farq qiladi. Hidi 12.0064 gacha.

Uglerodning alotropiya va alotropik modifikatsiyalari

Erkin tegirmonda ko'mir kubik va olti burchakli (lonsdaleit) tizimlarda kristallanadigan olmosga va olti burchakli tizimgacha yotadigan grafitga o'xshaydi (1-rasm). Shunday qilib, bir vugyllya qishlog'i kabi ko'mir hosil, koks va soot tartibsiz tuzilishini o'rib. Shuningdek, sintetik yo'l bilan yo'q qilingan alotropik modifikatsiyalar - ce karbin va polikumulen - C=C yoki C=C= tipidagi chiziqli nayzali polimerlardan ilhomlangan uglerodda farqlanadi.

Mal. 1. Ko'mirning alotropik modifikatsiyalari.

Ko'mirning alotropik modifikatsiyalari ham mavjud, ularni shunday deb atash mumkin: grafen, fulleren, nanotubalar, nanotolalar, astralin, ko'mir, ulkan nanotubalar; amorf ko'mir, ko'mir nanobudlari va ko'mir nanofoam.

Uglerod izotoplari

Tabiatda uglerod ikkita barqaror izotopda mavjud 12 C (98,98%) va 13 C (1,07%). Oxirgi massa raqamlari jami 12 va 13 ga teng. Uglerod 12 C izotopi uchun atom yadrosi oltita proton va olti neytronga, 13 C izotopi uchun esa bir xil miqdordagi proton va besh neytronga teng.

Biz xuddi shunday parchalanish davri 5730 yilga teng bo'lgan 14 C uglerodning bir bo'lagi (radioaktiv) izotopidan foydalanamiz.

Ko'mirda ion

Atomning bir xil energiya darajasida men ê chotiri elektronlarini karbonlashtiraman, yaki ê valent:

1s 2 2s 2 2p 2.

Kimyoviy o'zaro ta'sir urushi orqali ko'mir o'zining valentlik elektronlarini tobto sarflashi mumkin. donor bo'ling va boshqa atomdan elektronni qabul qilish uchun musbat zaryadlangan ionga aylantiring, tobto. akseptor bo'lib, manfiy zaryadlangan ionga aylanadi:

0 -2e → 2+ ;

0 -4e → 4+ ;

0 +4e → 4- .

Molekula va atom

Erkin lagerda uglerod monoatomik molekulalar S ko'rinishida mavjud. Keling, uglerod atomi va molekulasini tavsiflovchi amallarning kuchini tanishtiramiz:

Ko'mirni eritib oling

Butun dunyoda eng keng tarqalgan ko'mir qotishmasi po'lat va chavun hisoblanadi. Ko'mir o'rniga ko'mir bilan po'lat - ce metall quyish, masalan, 2% dan oshadi. Chavuny yilda (shuningdek, ko'mir bilan sho'rlangan qotishma) ko'mir o'rniga ko'proq - 2 dan 4% gacha.

Vazifalar yechimini qo'llang

BOT 1

menejer	Uglerodning (IV) bu obsyag oksidi (n.o.) 500 g vapnyak qaynatilganda ko'rinadi, bu uylarning 0,1 massa qismini qoplashi mumkin.
Yechim	Keling, Vipal Vapnyakning teng reaktsiyasini yozamiz: CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 -. Biz toza vapnyakning massasini bilamiz. Birinchi yarmi uchun uylarsiz massaning birinchi yarmi uchun muhim: w toza (CaCO 3) = 1 - w nopoklik = 1 - 0,1 = 0,9. m shaffof (CaCO 3) = m (CaCO 3) xw shaffof (CaCO 3); m toza (CaCO 3) \u003d 500 × 0,9 \u003d 450 g. Razrahuyemo vapnyakga juda ko'p nutq so'zlaydi: n (CaCO 3) \u003d m toza (CaCO 3) / M (CaCO 3); n (CaCO 3) \u003d 450/100 \u003d 4,5 mol. n(CaCO 3) :n(CO 2) = 1:1 reaksiyaga teng bo'lishi mumkin. n (CaCO 3) \u003d n (CO 2) \u003d 4,5 mol. Todi, siz ko'rgan uglerodning obsyag oksidi (IV), qimmatroq bo'ladi: V(CO 2) \u003d n(CO 2) × V m; V (CO 2) \u003d 4,5 × 22,4 \u003d 100,8 litr.
Vidpovid	100,8 l

BOT 2

menejer	11,2 g kaltsiy karbonatni neytrallash uchun 0,05 massali chastlar yoki 5% xlorli suv bilan nima qilish kerak, qancha o'zgartirish kerak?
Yechim	Biz kaltsiy karbonatni xlorli suv bilan neytrallashning teng reaktsiyasini yozamiz: CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2 -. Biz kaltsiy karbonatning nutq miqdorini bilamiz: M(CaCO 3 ) = Ar (Ca) + Ar (C) + 3×A r (O); M(CaCO 3) \u003d 40 + 12 + 3 × 16 \u003d 52 + 48 \u003d 100 g / mol. n (CaCO 3) \u003d m (CaCO 3) / M (CaCO 3); n (CaCO 3) \u003d 11,2 / 100 \u003d 0,112 mol. n (CaCO 3) reaksiyaga teng: n (HCl) = 1: 2, shuningdek n(HCl) \u003d 2 × n (CaCO 3) \u003d 2 × 0,224 mol. Shunisi e'tiborga loyiqki, nutqning massasi xlorli suv bo'lib, u rozchinida qasos olishi kerak: M(HCl) \u003d Ar (H) + Ar (Cl) \u003d 1 + 35,5 \u003d 36,5 g / mol. m (HCl) \u003d n (HCl) × M (HCl) \u003d 0,224 × 36,5 \u003d 8,176 p. Rozrahuyemo masu rozchin xlorli suv: m eritma (HCl) = m (HCl) × 100 / w (HCl); m eritma (HCl) = 8,176 × 100/5 = 163,52 p.
Vidpovid	163,52 g